暗黒物質探索のための単原子メ-ザ-法による超高感度マイクロ波検出装置

利用单原子脉塞方法寻找暗物质的超灵敏微波探测装置

• 批准号: 02211208
• 负责人: 松木 征史
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1988
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1988 至 1990
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02211208/
• 关键词: 暗黒物質; リュドベルク原子; レ-ザ-分光; マイクロ波検出; アクシォン

暗黒物質の有力な候補として考えられているアクシオンを,高磁場中でマイクロ波に変換し,リュドベルグ原子を空洞中に通過させて転換マイクロ波を超高感度で検出しようとするものである。レ-ザ-光によりアルカリ原子ビ-ムをリュドベルク状態に励起し,液体ヘリウム3で冷却された超電導空洞に通し,転換マイクロ波を吸収した原子のみ選択的に検出する装置系を開発する前年度までに主な装置系の各部をそれぞれ製作したが,今年度はそれらを結合し,全体を動作させると共に,マイクロコンピュ-タを利用して全系の制御を行なうこと,また測定の自動化を行なうことを試みた。これについてはほぼ当初の目標に達する段階にまで来ており,最終的な調整に入っているところである。上記の目的のためには,超高感度マイクロ波検出装置系と共に,高磁場発生装置とアクシオンを転換するための変換用空洞が必要である。本年度では,この本来の目的のために,どの程度の感度が最終的に得られるかを,実験で調べるのと同時に,理論的にも研究した。この結果,10mK程度まで冷却した空洞を用いれば十分な感度で,現実的な時間内にアクシォンの探索が,この方法で可能であることが分かった。またこの本来の空洞及び高磁場を用いる方法に較べて感度は落ちるが,原子の微細構造により分離した準位間の遷移をアクシォンの吸収により起こさせることにより,磁場を用いなくてもアクシォン探索が可能であることを見出した。この磁場を用いない方法で,現在アクシォン探索を行ない,アクシォンと電子との相互作用定数の限界値を実験により決定することを計画している。

Dark matter is a powerful candidate for high magnetic field, and high magnetic field. In the past year, the main device system has been developed, and all parts of the main device system have been manufactured. This year, the main device system has been combined, and all parts have been operated together. The whole system is controlled and the automation is tested. The original goal is to reach the stage, and the final adjustment is to reach the stage. The purpose of the above is to change the cavity of the ultra-high sensitivity wave detection device. This year, the original purpose of the study, the degree of sensitivity, the ultimate purpose of the study, and the theoretical study As a result, the 10mK level of cooling is very sensitive, and the time available to explore the method is possible. This is the first time that the magnetic field has been used to explore the possibility of atomic micro-structure separation and inter-level migration. With this method of using magnetic fields, it is now planned to determine the limit value of the interaction between electrons and electrons in the context of the exploration of the singularity.

项目成果

S.Matsuki and K.Yamamoto: "Direct detection of galactic axions with Rydberg atoms in an in hibited cauity regime" submitled to Physis Letters.

S.Matsuki 和 K.Yamamoto：“在受抑制的谨慎状态下用里德伯原子直接检测银河轴子”提交给《物理学快报》。

S.Matsuki and Y.Fukuda: "A Scheme to search for cosmlc axions by single photon counting with Rydberg atoms" submitled to Physical Reiew Letters.

S.Matsuki 和 Y.Fukuda：“通过用里德伯原子进行单光子计数来搜索宇宙轴子的方案”，提交给《物理评论快报》。